En gruppe forskere har samlet inn store mengder informasjon om tørre områder, som savanner i Afrika og Sør-Amerika, middelhavslandskap, gressletter og tørre skogområder.

De ville finne ut av hvordan naturen der kan komme til å forandre seg med klimaendringer.

Heller enn gradvise endringer, kom forskerne fram til at mer tørke kan føre til «systemiske og brå» skifter i naturen, dersom visse terskler overskrides.

De oppdaget tre såkalte vippepunkter, hvor vegetasjonen og økosystemet tilsynelatende går inn i en ny fase.

Dersom det skjer vil det gi mindre fruktbar jord, lavere matproduksjon og tilgang på naturressurser i de utsatte områdene. Det vil også ha følger for dyrelivet.

Tørre områder utgjør 42 prosent av landoverflaten, og det er langt fra alle områdene som vil påvirkes. Men forskerne trekker frem noen steder hvor det er høyere risiko.

En svakhet ved studien er at forskerne ikke har målt faktiske forandringer over tid, men sammenlignet naturen i områder med forskjellig klima.

Prosjektet har vært et internasjonalt samarbeid ledet av University of Alicante. Resultatene er publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Science.

Mindre vegetasjon

- Det er en stor debatt om vippepunkter i klimasystemene på forskjellige nivåer. Alt fra om det som forskerne har undersøkt her, til tining av permafrost og irreversibel nedsmelting av breer, sier biolog Dag O. Hessen.

Han er professor ved Universitetet i Oslo og leder Senter for biogeokjemi i Antropocen.

- Dette er en del av en diskusjon om hvordan systemer kan tøyes et stykke på vei, og plutselig så når man kanskje en terskel. Noe av det interessante med studien, er at forskerne ikke bare identifiserer et vippepunkt, men en trappetrinns-prosess, sier Hessen, som nylig har gitt ut boka «Verden på vippepunktet».

Når det blir tørrere, inntreffer det forskerne kaller en fase med nedgang i vegetasjon. For å kompensere for mindre vanntilgang reduserer først plantene størrelsen på bladene for å minske fordampningstapet. Så blir en grense nådd.

- Økosystemet begrenses av mangel på vann. Vegetasjonen endres og blir dominert av arter som er tilpasset tørke, som gress og busker, sier Fernando T. Maestre, biolog ved University of Alicante i en pressemelding fra German Centre for Integrative Biodiversity Research.

Det skjer et skifte fra for eksempel eikeskog og middelhavs-type planter til vegetasjon man finner i Sør-Spania eller på nordafrikanske stepper, ifølge en pressemelding fra INRAE, det franske offentlige forskningsinstituttet for jordbruk, mat og miljø.

Jordsmonnet endres

Dersom det blir tørrere og neste terskel nås, skjer det en endring som spesielt rammer det som er under bakken.

Det blir mindre organisk karbon og næringstoffer i jorda. Det kommer av færre planter som råtner og at trekrone-dekket har minsket. Tørke gir også mindre forvitring og dermed mineraler i jorda, forklarer Dag O. Hessen.

Planter har et symbiotisk forhold med sopp, og disse soppsamfunnene blir skadelidende.

- Man har etter hvert skjønt at trær og vegetasjon dreier seg vel så mye om det som foregår under bakken som det som skjer over bakken, sier Hessen.

Når fordelaktige soppsamfunn reduseres, får det følger for næringstransporten. Jorda blir mer utsatt for erosjon. Når trær og planter svekkes kan sykdomsfremkallende organismer gå fram.

Vegetasjonen skifter fra savanne eller gresslandskap til hardføre kratt og buskvekster.

Kollaps

Ved det siste vippepunktet bryter økosystemet sammen.

- Når denne terskelen er krysset, er vannunderskuddet slik at planter ikke kan trives under disse forholdene, sier Fernando T. Maestre ved University of Alicante.

- Biologisk aktivitet reduseres drastisk, og livet avhenger av vinduer av muligheter som oppstår under sjeldne regnhendelser. Økosystemet har blitt en ørken.

Sammenlignet områder

Forskerne undersøkte naturens respons på tørke ved å bruke globale datasett, standardiserte laboratoriemålinger, feltundersøkelser, kart og satellittbilder. Tilsammen ble det over 50 000 datapunkt.

De hadde ikke tilgang til langtidsdata. Isteden sammenlignet de områder som ligner hverandre, men som har ulik temperatur og mengde nedbør.

Denne metoden er omdiskutert. Det er fordi forskerne ikke har sett på faktiske endringer over tid, men sammenlignet områder som i dag har ulike klimaforhold.

20 forskjellige aspekter var med i analysen av områdene. Slik som hvor mye planter som vokste der, næringstoffer i jorda, fotosyntetisk aktivitet og artsrikdom.

Overdrevent estimat

Forskerne estimerer at 20 prosent av landjorda kan krysse en eller flere av tersklene innen 2100. For eksempel nesten hele Spania, store deler av Øst-Asia, hele Sahel, som er et savannebelte sør for Sahara, østkysten av Australia og endel middelhavsområder.

Men, forskerne baserer estimatet på et klimascenario som kalles RCP 8.5. Det er en fremtidsmodell som er blitt kritisert.

• Les også: Klimaforskere tviler på «verst tenkelig»-scenarioet

I januar hadde klimaforsker Glen P. Peters ved CICERO en kommentar på trykk i tidsskriftet Nature med klar beskjed om at folk må slutte å bruke dette scenarioet som et sannsynlig verst tenkelig scenario.

Det forutsetter nemlig en femdobling av kullforbruket, kanskje mer enn det finnes reserver, skriver Peters og Zeke Hausfather.

Kommer det til å bli tørrere?

Utgangspunktet for studien er at klimaendringer kan gjøre at det blir varmere og tørrere i områder som i dag allerede er tørre.

FNs Klimapanel laget i 2019 en rapport om klimaendringer og landområder. Et av kapitlene handler om forørkning. De skriver at kunnskapen om hvordan klimaendringer vil påvirke tørre områder er begrenset.

I rapporten oppsummeres det med at:

• Klimaendringer vil forverre flere forørkningsprosesser (middels faglig sikkerhet).
• Selv om effekten av CO2-gjødsling fremmer plantevekst i tørre områder, så har vannmangel en større effekt i mange områder.
• Det er høy faglig sikkerhet om at graden av tørrhet vil øke noen steder, men ingen bevis for en global trend.
• Forørkning og klimaendringer er forventet å redusere produktivitet i avlinger og husdyr (høy faglig sikkerhet), modifisere sammensetningen av plantearter og redusere biologisk diversitet i tørre områder.

Dag O. Hessen sier at om det blir tørrere eller ikke, avhenger av hvilke områder det er snakk om.

- Noen områder blir våtere og noen blir tørrere. Til dels så er det ofte slik at der det er tørt blir det tørrere og der det er vått blir det våtere.

- Nyttig å vite om

Alt i alt synes Hessen at den nye Science-studien er god og interessant. Men sier at arealene og omfanget av endringene vil bli nedjustert om man bruker en mer realistisk fremtidsutsikt for utslipp av CO2.

- Man kan ikke ta denne studien som en slags indikasjon på hva som vil skje overalt, men det vil være et scenario for områder som i utgangspunktet er tørre og som vil oppleve økt tørkestress. Men det gjelder slett ikke alle områder.

Forskjeller i geologi og grunnvannstand gjør også at det er ulikt hvordan mindre fuktighet vil slå ut, beskriver to av forskerne i en kommentarartikkel i Science.

I vårt nærområde vil det spesielt være middelhavsområder som er utsatt, tror Hessen.

- Jeg tenker at essensen i den nye studien er at de har identifisert med ganske bra troverdighet at gjennom en tørkeprosess så går systemet gjennom noen identifiserbare terskelnivåer, sier han.

- Det kan være nyttig å vite om, for om mulig, kan det føre til at man kan gjøre noen avbrytende tiltak før det bikker helt over i irreversible vendepunkt.

Referanse:

Miguel Berdugo, m.fl: «Global ecosystem thresholds driven by aridity», Science, 14. februar 2020. Sammendrag.

Les også

Nord-Europa blir fuktigere og Sør-Europa blir tørrere om sommeren

Men det skyldes ikke nødvendigvis menneskeskapte klimaendringer, ifølge svensk forsker.